基于H.323的視訊會(huì)議系統(tǒng)發(fā)展和測(cè)試
李明慧
2004/11/24
隨著IP網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)多媒體產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速。目前視訊業(yè)務(wù)的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，除了原有的黨政機(jī)關(guān)、行業(yè)集團(tuán)用戶(hù)和大型企事業(yè)單位外，視訊會(huì)議目前越來(lái)越多地應(yīng)用到了中小企業(yè)和普通的個(gè)人用戶(hù)。視頻通信給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了巨大的便利，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，特別是2003年的SARS風(fēng)暴，更是讓人們深刻地感受到了視頻通信的巨大作用。
視頻通信產(chǎn)品包含的范圍很廣，從會(huì)議電視、流媒體、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議到可視電話(huà)、可視手機(jī)等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的應(yīng)用覆蓋了如遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、應(yīng)急通信，以及日常個(gè)人溝通等多個(gè)領(lǐng)域。
視訊會(huì)議系統(tǒng)的組成和發(fā)展
視訊會(huì)議又稱(chēng)會(huì)議電視、視頻會(huì)議等，可以實(shí)現(xiàn)在兩點(diǎn)和多點(diǎn)間實(shí)時(shí)傳送活動(dòng)圖像、語(yǔ)音、應(yīng)用數(shù)據(jù)（電子白板、圖形） 等形式的信息。
基于H.323技術(shù)的視訊會(huì)議系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，業(yè)務(wù)發(fā)展非常迅速。同時(shí)其它方式的終端產(chǎn)品也已出現(xiàn)，如基于會(huì)話(huà)啟動(dòng)協(xié)議（SIP）協(xié)議的個(gè)人終端，類(lèi)似的還有基于H.248和ＭＧＣＰ協(xié)議的終端產(chǎn)品。視訊會(huì)議系統(tǒng)目前發(fā)展中值得注意的一個(gè)趨勢(shì)是個(gè)人通信的快速發(fā)展，即不斷追求終端的小型化和簡(jiǎn)易化，安裝與操作更加簡(jiǎn)單方便，以適應(yīng)中小企業(yè)和家庭個(gè)人用戶(hù)的需求。目前，國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在視訊業(yè)務(wù)方面加大了投入力度，如已經(jīng)開(kāi)展的中國(guó)聯(lián)通寶視通業(yè)務(wù)、中國(guó)網(wǎng)通寬帶視頻ＣＮＣ ＣＨＡＮＮＥＬ和中國(guó)電信新視通業(yè)務(wù)等。
隨著IP網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，如IPｖ6在我國(guó)的逐步應(yīng)用，將會(huì)開(kāi)發(fā)出更多的視訊業(yè)務(wù)類(lèi)型滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。目前國(guó)內(nèi)主要廠商中興、華為、中太多媒體、浙江南望，國(guó)外主要廠商如美國(guó) ＰＯＬＹＣＯＭ、意大利 ＡＴＨＥＲＡ、以色列ＶＣＯＮ、挪威 ＴＥＮＢＥＲＧ等都紛紛推出了自己的視訊會(huì)議產(chǎn)品。因而保證不同廠家的視訊會(huì)議產(chǎn)品能夠在IP網(wǎng)絡(luò)上互聯(lián)互通成為視訊業(yè)務(wù)能否蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵因素。
一個(gè)簡(jiǎn)單的基于H.323的視訊會(huì)議系統(tǒng)包括網(wǎng)守（ＧＫ）、網(wǎng)關(guān)（ＧＷ）、多點(diǎn)控制單元（MCU）和所有終端的集合。圖1是在常見(jiàn)的一種域類(lèi)型中的H.323系統(tǒng)。
H.323第4版中的系統(tǒng)描述中指出：MCU既可以獨(dú)立存在，也可作為兩個(gè)獨(dú)立的功能實(shí)體MC和MP存在。MC提供對(duì)參加多點(diǎn)會(huì)議的多個(gè)成員之間的控制，負(fù)責(zé)與所有終端之間進(jìn)行能力協(xié)商，提供公共能力集，負(fù)責(zé)管理會(huì)議資源；ＭＰ提供音視頻的集中處理（切換、混和）等。MC和MP之間通過(guò)H.248協(xié)議進(jìn)行通信，二者合稱(chēng)為MCU。 圖2給出了MC和ＭＰ在H.323系統(tǒng)中可能存在的位置。
相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)
1． H.323體系結(jié)構(gòu)
近年來(lái)，基于IP網(wǎng)絡(luò)的各種通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究的進(jìn)展非常迅速，其中ITU-T做了大量工作。目前H.323框架標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展到了第4版。H.323從第2版開(kāi)始便增加了構(gòu)筑電信級(jí)IP電話(huà)網(wǎng)的特性，第3、第4 版針對(duì)IP電話(huà)網(wǎng)的穩(wěn)定性、冗余性、可擴(kuò)展性等問(wèn)題作了補(bǔ)充，更好地保證了通話(huà)質(zhì)量，可以說(shuō)H.323是一個(gè)成熟的協(xié)議組。
2．國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定情況
針對(duì)國(guó)內(nèi)目前視訊業(yè)務(wù)日益廣泛的應(yīng)用，我國(guó)也正在積極制定符合我國(guó)需求的視訊會(huì)議方面的標(biāo)準(zhǔn)。目前正在制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)總技術(shù)要求》就是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)標(biāo)委計(jì)劃[2003]43號(hào)《關(guān)于下達(dá)23項(xiàng)與抗非典相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》文件的要求而進(jìn)行編制的。
該標(biāo)準(zhǔn)參照ITU-T H.323－2000，規(guī)范了我國(guó)基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、典型協(xié)議、編號(hào)方式、網(wǎng)絡(luò)性能要求以及不同運(yùn)營(yíng)商的視訊會(huì)議系統(tǒng)之間的互通等。適用于國(guó)內(nèi)基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)備研制、工程設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)。相應(yīng)的系列標(biāo)準(zhǔn)還包括《基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求——多點(diǎn)控制器》、《基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求——多點(diǎn)處理器》、《基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求》、《基于不同技術(shù)的應(yīng)急視訊會(huì)議系統(tǒng)互通技術(shù)要求》。該系列標(biāo)準(zhǔn)目前仍處在起草制定過(guò)程中。
視訊會(huì)議主要設(shè)備的測(cè)試
這里僅介紹有關(guān)基于H.323的MCU和會(huì)議電視終端的主要測(cè)試內(nèi)容。
1．MCU
MCU在本質(zhì)上講可以認(rèn)為是一臺(tái)多媒體信息的交換機(jī)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)呼叫和連接，實(shí)現(xiàn)會(huì)議的管理功能和控制功能，包括視頻廣播、視頻選看、自動(dòng)輪詢(xún)和數(shù)據(jù)廣播等，完成各終端的信號(hào)匯接與切換。MCU的功能可以由獨(dú)立的MC和ＭＰ來(lái)完成，但目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的產(chǎn)品類(lèi)型主要是MCU。
目前對(duì)MCU的測(cè)試主要包括以下幾個(gè)方面：
- 功能包括實(shí)現(xiàn)會(huì)議控制和會(huì)議管理，以及與所有終端的交互等；
- 性能主要包括視音頻編碼處理能力和對(duì)IP損傷（時(shí)延、丟包和抖動(dòng)）的適應(yīng)性；
- 通信協(xié)議和流程包括 H.323協(xié)議中的ＲＡＳＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ，Ｓｔａｔｕｓ）， Ｑ．931， H.245的
內(nèi)容和流程以及對(duì)視音頻編解碼協(xié)議（H.261，H.263，H.264，ＭＰＥＧ－4和Ｇ．711，Ｇ．723．1，Ｇ．729等）的支持；
- 信息安全主要考慮ＲＡＳ中的接入認(rèn)證、對(duì)H.235標(biāo)準(zhǔn)支持；
- 網(wǎng)管和維護(hù)管理包括設(shè)備內(nèi)部設(shè)置簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）代理模塊，通過(guò)代理模塊與支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)管中心進(jìn)行通信；
- 可靠性要求包括主備倒換、單板熱拔插、掉電等；
- 環(huán)境要求為驗(yàn)證終端產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性；
- 安全要求包括整機(jī)安全性能和抗雷擊性能。
2．會(huì)議電視終端
會(huì)議電視終端處于用戶(hù)側(cè)，是用來(lái)完成用戶(hù)視音頻信息采集、處理、播放及其它相應(yīng)的控制功能的設(shè)備，可按功能區(qū)分。
�。�1）大型會(huì)議室型終端
對(duì)圖像質(zhì)量和音響效果要求較高的大型會(huì)議室型終端，以常設(shè)于會(huì)議室中的高質(zhì)量編解碼器、高檔攝像器材、音響器材、顯示設(shè)備為主要特征。
（2）小型可視終端
面向家庭和個(gè)人用戶(hù)的小型可視終端，包括一體化可視電話(huà)、基于PC機(jī)的桌面型終端和軟終端，以及機(jī)頂盒式的終端。這類(lèi)終端可以通過(guò)ＬＡＮ，ADSL，Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ等多種方式上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的會(huì)議功能（與MCU配合）。該類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格便宜，適合大眾的個(gè)人消費(fèi)。
目前對(duì)會(huì)議電視終端的測(cè)試主要包括以下幾個(gè)方面：
- 功能要求包括實(shí)現(xiàn)與MCU的配合，以及自身具備的一些功能，如回聲抑制、靜音、靜畫(huà)等；
- 接口要求包括視頻音頻接口的信號(hào)制式、電平和輸入輸出阻抗；性能要求主要包括視音頻編碼處理能力（質(zhì)量和幀頻等）和對(duì)IP損傷的適應(yīng)性；
- 通信協(xié)議和流程包括H.323協(xié)議中的ＲＡＳ，Ｑ．931，H.245等和視音頻編解碼協(xié)議（H.261， H.263，H.264，ＭＰＥＧ－4和Ｇ．711，
Ｇ．723．1，Ｇ．729等）的內(nèi)容和流程；
- 信息安全要求主要考慮ＲＡＳ中的接入認(rèn)證、對(duì)H.235標(biāo)準(zhǔn)支持等；
- 網(wǎng)管和維護(hù)管理要求包括在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置SNMP代理模塊，通過(guò)代理模塊與支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)管中心進(jìn)行通信；
- 環(huán)境要求要滿(mǎn)足驗(yàn)證終端產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性；
- 安全要求包括整機(jī)安全性能和抗雷擊性能。
隨著基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻通信業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展，原有的通信協(xié)議內(nèi)容在更新，同時(shí)又出現(xiàn)了很多新的通信協(xié)議，給我們現(xiàn)有的測(cè)試環(huán)境和測(cè)試方法帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。這就需要我們密切關(guān)注和研究國(guó)際和國(guó)內(nèi)通信技術(shù)的發(fā)展，不斷地對(duì)現(xiàn)有的測(cè)試方法進(jìn)行完善，保證對(duì)基于IP網(wǎng)絡(luò)多媒體通信產(chǎn)品的一致性測(cè)試和互通性測(cè)試要求，滿(mǎn)足對(duì)視訊會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)級(jí)要求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
針對(duì)視訊會(huì)議設(shè)備需考慮的問(wèn)題
目前國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)商都在積極推廣基于寬帶的視訊業(yè)務(wù)。對(duì)于整個(gè)視訊會(huì)議業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)和發(fā)展而言，需要不斷地完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（兼容性和互通性），建設(shè)運(yùn)營(yíng)支撐體系，逐步解決網(wǎng)絡(luò)管理、安全、網(wǎng)間互連和ＱｏＳ等問(wèn)題。下面從我國(guó)現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)狀況出發(fā)，針對(duì)目前視訊業(yè)務(wù)和視訊會(huì)議設(shè)備測(cè)試情況，探討對(duì)視訊會(huì)議設(shè)備而言需要考慮的一些問(wèn)題。
1．不同廠商設(shè)備的互通問(wèn)題
從視訊會(huì)議設(shè)備產(chǎn)品現(xiàn)狀來(lái)看，各廠商都能完成H.323協(xié)議規(guī)定的主要功能。但由于H.323標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放性，廠商對(duì)協(xié)議的理解不一致，或協(xié)議本身沒(méi)有強(qiáng)制規(guī)定，各廠商在協(xié)議實(shí)現(xiàn)中有很多不同的方式，致使各廠商的產(chǎn)品互聯(lián)互通能力不強(qiáng)。另外，目前采用了新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（如H.264，ＭＰＥＧ－4）的廠家的終端在和其它廠家的終端以相同的視頻編碼方式通信時(shí)存在不能互通的問(wèn)題。這就需要通過(guò)制定互通標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各廠商的產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范，從而保證設(shè)備間的互連互通。
2． ＱｏＳ問(wèn)題
�。眩铮訂�(wèn)題的關(guān)鍵還是在網(wǎng)絡(luò)，如何解決網(wǎng)絡(luò)擁塞帶來(lái)的時(shí)延、丟包和抖動(dòng)是一個(gè)很重要的研究課題。目前一些廠家的終端設(shè)備已經(jīng)具備自適應(yīng)調(diào)整碼率和丟包處理等功能。
3．網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（ＮＡＴ）穿越問(wèn)題
�。危粒允菫榱私鉀Q地址短缺和可擴(kuò)展性而采取的一種對(duì)外隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕鉀Q方案，但同時(shí)也給視訊業(yè)務(wù)的應(yīng)用帶來(lái)巨大的麻煩。H.323等語(yǔ)音視頻協(xié)議消息包一般是在特定區(qū)段中內(nèi)嵌IP地址和端口號(hào)，而不是放置在IP包頭，如果僅僅使用ＮＡＴ，協(xié)議里的IP和端口號(hào)不能指向正確的地方。
Ｈ323的ＮＡＴ穿越問(wèn)題非常關(guān)鍵，目前國(guó)際上沒(méi)有可以參考的標(biāo)準(zhǔn)或草案。國(guó)內(nèi)的一些廠家紛紛提出自己的解決方案，包括可以通過(guò)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（ＡＬＧ）、ＭＩＤＣＯＭＭｉｄｄｌｅｂｏｘ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ協(xié)議、協(xié)議修改和代理機(jī)制等實(shí)現(xiàn)對(duì)ＮＡＴ的穿越。目前我國(guó)正在制定有關(guān)ＮＡＴ穿越方案的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)建議采用這些方案時(shí)對(duì)終端設(shè)備不做改動(dòng)，但在某些方案下仍會(huì)對(duì)終端提出一些要求。
4．安全問(wèn)題
無(wú)論對(duì)于公眾視訊業(yè)務(wù)還是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，安全性都是非常重要的。僅通過(guò)ＲＡＳ協(xié)議的接入認(rèn)證是不能完全保證視訊業(yè)務(wù)的安全要求的。H.235標(biāo)準(zhǔn)是H.323協(xié)議組中的關(guān)于安全的標(biāo)準(zhǔn)，目前ITU-T正在制定更新的H.235版本，新版本將采用更新的加密算法。隨著視訊業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，必將有越來(lái)越多的終端符合H.235標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，隨著IP網(wǎng)的發(fā)展，各種各樣的安全機(jī)制也在不斷提出，究竟采用哪種方式還有待今后技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展。
5．網(wǎng)絡(luò)管理問(wèn)題
我國(guó)正在制定的基于IP網(wǎng)絡(luò)的視訊會(huì)議系統(tǒng)系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，IP視頻會(huì)議系統(tǒng)實(shí)行集中統(tǒng)一管理，設(shè)備和網(wǎng)管中心之間接口采用SNMPV2協(xié)議。設(shè)備內(nèi)部設(shè)置SNMP代理模塊，SNMP代理模塊與支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)管中心進(jìn)行通信、采集設(shè)備的信息并維護(hù)管理信息庫(kù)（MIB ：Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）。
為了更好地服務(wù)社會(huì)、推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們將密切關(guān)注國(guó)際上多媒體通信的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法的跟蹤與研究，建設(shè)更完備的多媒體通信產(chǎn)品的研究和測(cè)試平臺(tái)，科學(xué)地對(duì)多媒體通信產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，為我國(guó)制定自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，為我國(guó)在視頻通信領(lǐng)域提出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。使實(shí)驗(yàn)室成為多媒體通信產(chǎn)品的最全面和權(quán)威的研究和測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，成為政府強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和服務(wù)部門(mén)。同時(shí)能夠更好地為國(guó)內(nèi)和國(guó)際的多媒體通信生產(chǎn)廠家和運(yùn)營(yíng)商提供多媒體通信產(chǎn)品的測(cè)試服務(wù)，并積極推動(dòng)多媒體通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，規(guī)范廠商的行為，為國(guó)家把好質(zhì)量關(guān)。
作者介紹：李明慧 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院中國(guó)泰爾實(shí)驗(yàn)室工程師
世界電信
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